Tài liệu Nghiên cứu thành phần loài côn trùng thiên địch trên cây ngô lai và một số đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài bọ rùa đỏ nhật bản propylea japonica (thunberg) tại phúc thọ, hà nội

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ====== NGUYỄN THỊ THẮM NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI CÔN TRÙNG THIÊN ĐỊCH TRÊN CÂY NGÔ LAI VÀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI HỌC CỦA LOÀI BỌ RÙA ĐỎ NHẬT BẢN Propylea japonica (Thunberg) TẠI PHÚC THỌ, HÀ NỘI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh thái học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS. NGUYỄN QUANG CƢỜNG HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, trƣớc hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Quang Cƣờng, đã tận tình hƣớng dẫn và đƣa ra những ý kiến quý báu trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài này. Đồng thời qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS. Trƣơng Xuân Lam –Trƣởng phòng Côn trùng học thực nghiệm (Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật) cùng Ban chủ nhiệm Khoa và các thầy, cô giáo Khoa Sinh – KTNN, Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Hà Nội 2 đã tận tình giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình. Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, thầy cô những ngƣời đã luôn động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Thắm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Khóa luận này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Quang Cƣờng. Các số liệu, những nghiên cứu đƣợc trình bày trong khóa luận này trung thực và chƣa từng đƣợc công bố dƣới bất cứ hình thức nào. Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Thắm MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 2 3. Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................... 3 4. Nội dung tiến hành ......................................................................................... 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 4 1.1. Các kết quả nghiên cứu ở ngoài nƣớc ........................................................ 4 1.1.1. Tình hình nghiên cứu thành phần loài côn trùng thiên địch trên ngô lai trên thế giới ............................................................................. 4 1.1.2. Những nghiên cứu về bọ rùa bắt mồi trên thế giới........................... 7 1.1.3. Những nghiên cứu về nhân nuôi bọ rùa bắt mồi trên thế giới ....... 15 1.2. Các kết quả nghiên cứu ở trong nƣớc ....................................................... 19 1.2.1. Tình hình nghiên cứu các loài côn trùng thiên địch trên ngô lai ở Việt Nam ................................................................................................ 19 1.2.2. Các nghiên cứu về bọ rùa bắt mồi ở Việt Nam............................... 21 1.2.3. Những nghiên cứu về nhân nuôi bọ rùa bắt mồi ở Việt Nam ......... 31 CHƢƠNG 2. THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 33 2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 33 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................... 33 2.1.2. Thời gian nghiên cứu ...................................................................... 33 2.2. Đối tƣợng và vật liệu nghiên cứu ............................................................. 33 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 33 2.2.2. Vật liệu nghiên cứu ......................................................................... 33 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................... 33 2.3.1. Phương pháp điều tra thu thập mẫu côn trùng thiên địch ngoài tự nhiên .......................................................................................................... 33 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu các đặc điểm sinh học của bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica ...................................................................... 35 2.4. Các chỉ tiêu theo dõi.................................................................................. 40 2.5. Phƣơng pháp xử lí số liệu ......................................................................... 40 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................... 42 3.1. Thành phần loài côn trùng thiên địch trên cây ngô lai tại Phúc Thọ, Hà Nội ............................................................................................................... 42 3.2. Một số đặc điểm sinh học của loài bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica (Thunberg)......................................................................................... 45 3.2.1. Đặc điểm hình thái các pha của bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica ..................................................................................................... 45 3.2.2. Kích thước các pha phát dục của bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica ..................................................................................................... 48 3.2.3. Thời gian phát dục ở các pha của bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica ..................................................................................................... 51 3.2.4. Khả năng đẻ trứng của trưởng thành bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica ..................................................................................... 52 3.2.5. Tỷ lệ nở của trứng bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica ............ 54 3.2.6. Tỷ lệ sống sót của ấu trùng bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica..................................................................................................... 56 3.3. Kỹ thuật nhân nuôi bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica và thử nghiệm đánh giá khả năng sử dụng chúng trong phòng thí nghiệm ............... 57 3.3.1. Kỹ thuật nhân nuôi bọ rùa đỏ nhật bản P. japonica trong phòng thí nghiệm....................................................................................... 57 3.3.2. Thử nghiệm đánh giá khả năng sử dụng bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica phòng trừ rệp hại trong phòng thí nghiệm ................ 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 66 PHỤ LỤC ẢNH DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ÂT : Ấu trùng BRĐNB : Bọ rùa đỏ nhật bản BVTV : Bảo vệ thực vật cs : Cộng sự CT : Công thức ctv : Cộng tác viên ĐC : Đối chứng et al : Và những ngƣời khác IPM : Quản lý tổng hợp dịch hại cây trồng NXB : Nhà xuất bản PTN : Phòng thí nghiệm STT : Số thứ tự TB : Trung bình TT : Trƣởng thành F : Thế hệ bọ rùa nuôi trong phòng thí nghiệm : Đƣờng kính FAO : Tổ chức nông lƣơng thế giới DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Thành phần loài côn trùng thiên địch trên cây ngô lai tại Phúc Thọ, Hà Nội .................................................................................. 42 Bảng 3.2: Kích thƣớc các tuổi của ấu trùng bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica......................................................................................... 49 Bảng 3.3: Kích thƣớc trứng và nhộng bọ rùa đỏ nhật bản P. japonica .......... 50 Bảng 3.4. Kích thƣớc trƣởng thành bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica ... 50 Bảng 3.5. Thời gian phát dục của các giai đoạn phát triển loài bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica (Nhiệt độ 280C. ẩm độ 70±5%) ....... 52 Bảng 3.6. Khả năng đẻ trứng của bọ rùa đỏ nhật bản P. japonica trong điều kiện phòng thí nghiệm (Nhiệt độ 280C, ẩm độ 70±5%) ....... 53 Bảng 3.7: Tỷ lệ nở của trứng bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica do trƣởng thành ở thế hệ P và thế hệ F1 đẻ ra trong 3 ngày và 7 ngày đầu ........................................................................................ 55 Bảng 3.8. Tỷ lệ sống sót của ấu trùng, nhộng và tỷ lệ nhộng vũ hóa trƣởng thành bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica .................... 57 Bảng 3.9. Khả năng ăn mồi của bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica......... 61 Bảng 3.10. Khả năng ăn mồi của trƣởng thành bọ rùa đỏ nhật bản P. japonica trong 3 ngày đầu sau khi vũ hóa (Nhiệt độ 280C, ẩm độ 70±5%) ..................................................................................... 62 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Nhân nuôi rệp đậu màu đen Aphis craccivora (Koch) trên cây đậu đen ............................................................................................ 35 Hình 3.1. Chu trình sống của bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica............. 46 Hình 3.2. Nhịp điệu đẻ trứng của bọ rùa đỏ nhật bản Propylea japonica trong 15 ngày đầu tiên..................................................................... 54 Hình 3.3. Sơ đồ kỹ thuật nhân nuôi bọ rùa bắt mồi trong phòng thí nghiệm............................................................................................. 58 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trên thế giới cây ngô Zeamays L. (Họ hòa thảo Poaceae) là một trong những cây ngũ cốc quan trọng: Diện tích trồng ngô đứng thứ 3 sau lúa mì và lúa nƣớc, sản lƣợng đứng thứ 2 và năng suất cao nhất trong các cây ngũ cốc. Ở Việt Nam cây ngô là cây lƣơng thực quan trọng thứ 2 sau lúa nƣớc (Nguyễn Hữu Tình, 1997) và là cây màu đƣợc trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống canh tác. Ngô là thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay, gần đây ngô đƣợc dùng làm thực phẩm, ngƣời ta dùng ngô bao tử làm rau vì hàm lƣợng dinh dƣỡng cao. Ngô còn là nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến và cũng là nhiên liệu trong dƣợc và thuốc chữa bệnh cho con ngƣời. Những năm gần đây với những tiến bộ to lớn trong lai tạo các giống ngô lai năng suất cao, phẩm chất tốt, sản xuất ngô ở nƣớc ta có những bƣớc đáng kể trong diện tích, năng suất và sản lƣợng. Năm 2013 diện tích toàn quốc đạt 1157,7 nghìn ha (chiếm 0,65% diện tích ngô toàn thế giới; 1,94% diện tích ngô châu Á, đứng thứ 3 Đông Nam Á, thứ 24/166 trên thế giới), năm 2015 diện tích là 1250 nghìn ha, đến năm 2016 diện tích ngô toàn quốc đã tăng lên 1300 nghìn ha. Việc mở rộng diện tích và áp dụng rộng rãi các giống ngô lai đã làm thay đổi kĩ thuật canh tác cây ngô. Điều này đã dấn đến sự thay đổi về định tính, định lƣợng, của tập hợp sâu hại ngô. Trong vài năm trở lại đây, sản xuất ngô lai hàng năm bị tổn thất nhiều tỷ đồng, một trong những nguyên nhân của việc này là do sự phát triển mạnh một số loài sâu hại nhƣ sâu đục thân ngô, sâu xám, rệp muội ngô, sâu đục bắp… Rệp muội là một trong những loài sâu hại quan trọng trên cách đồng ngô. Rệp hút nhựa ở trên nõn ngô, bẹ lá, bông cờ, lá bi làm cho cây ngô mất chất dinh dƣỡng trở nên gầy yếu, bắp bé, chất lƣợng hạt xấu kém. Theo các 1 tính toán của Tổ chức nông lƣơng thế giới (FAO), sự gia tăng năng suất cây trồng nông nghiệp trên toàn thế giới chậm hơn khoảng 1,5 lần so với sự gia tăng tổn thất do dịch hại gây ra (dẫn theo, Phạm Văn Lầm, 1995) [20]. Việc phòng trừ sâu hại trên cây ngô bằng thuốc hóa học có hiệu quả tức thời, làm giảm mật độ và sự gây hại của sâu hại trên đồng ruộng. Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc lạm dụng quá mức thuốc trừ sâu đã gây ra hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng xung quanh. Do đó, xu hƣớng chính trong công tác bảo vệ thực vật (BVTV) là sử dụng biện pháp quản lý tổng hợp dịch hại cây trồng (IPM) biện pháp sinh học là then chốt, trong đó có những hƣớng đƣợc ƣu tiên, quan tâm và ứng dụng rộng rãi nhằm bảo vệ, duy trì các loài thiên địch. Bọ rùa là một trong những loài kẻ thù tự nhiên của rệp hại ngô đã đƣợc biết đến từ lâu không chỉ ở Việt Nam mà cả trên thế giới. Bọ rùa là một loài côn trùng thiên địch quan trọng trên đồng ruộng, hầu hết là các loài đa thực có phổ thức ăn rộng, có thể ăn rệp, sâu non của một số côn trùng bộ cánh vảy, trứng bọ rùa khác. Cho đến nay Việt Nam có một số nghiên cứu về bọ rùa. Một trong số đó phải kể đến các công trình nghiên cứu của Hoàng Đức Nhuận. Ngoài ra còn có một số nghiên cứu khác của tác giả Mai Phú Qúy, Nguyễn Viết Tùng, Trần Đình Chiến… Hiện chƣa có nghiên cứu nào về côn trùng thiên địch trên cây ngô lai tại huyện Phúc Thọ, Hà Nội. Xuất phát từ lý do trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu thành phần côn trùng thiên địch trên cây ngô lai và một số đặc điểm sinh học, sinh thái của loài bọ rùa đỏ nhật bản (Propylea japonica) tại Phúc Thọ, Hà Nội”. 2. Mục đích nghiên cứu Xác định đƣợc thành phần côn trùng thiên địch trên cây ngô lai để góp phần cung cấp cơ sở thực tiễn cho việc đề xuất các biện pháp ứng dụng và bảo tồn nguồn thiên địch này ngoài tự nhiên. 2 Xác định một số đặc điểm hình thái và sinh học của loài bọ rùa đỏ nhật bản P. japonica nhằm tạo cơ sở khoa học cho việc nhân nuôi và phát triển chúng để sử dụng trong phòng trừ rệp hại trên cây ngô lai. 3. Ý nghĩa của đề tài * Ý nghĩa khoa học Kết quả thu đƣợc từ những nghiên cứu này sẽ bổ sung các dẫn liệu khoa học về thành phần côn trùng thiên địch trên cây ngô tại Phúc Thọ, Hà Nội; Đặc điểm sinh học, sinh thái học và khả năng sử dụng bọ rùa đỏ nhật bản (Propylea japonica) trong hệ sinh thái. * Ý nghĩa thực tiễn Các dẫn liệu đƣợc trình bày trong khóa luận góp phần định hƣớng lựa chọn loài bọ rùa bắt mồi có hiệu quả và vật mồi thích hợp của chúng trong nhân nuôi với số lƣợng lớn trong phòng thí nghiệm. Thông qua điều tra thành phần thiên địch bắt mồi trên cây ngô và nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sinh thái học của loài bọ rùa đỏ nhật bản (Propylea japonica) tiến hành đề xuất biện pháp kiểm soát và phòng chống sâu hại ngô một cách hiệu quả theo hƣớng tổng hợp nhằm đem, lại hiệu quả kinh tế cao. 4. Nội dung tiến hành Điều tra thành phần côn trùng thiên địch trên cây ngô lai tại huyện Phúc Thọ, Hà Nội. Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái và một số đặc điểm sinh học của bọ rùa đỏ nhật bản. Nghiên cứu kĩ thuật nhân nuôi bọ rùa đỏ nhật bản và thử nghiệm sử dụng bọ rùa đỏ nhật bản phòng trừ rệp hại trong điều kiện phòng thí nghiệm. 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Các kết quả nghiên cứu ở ngoài nƣớc 1.1.1. Tình hình nghiên cứu thành phần loài côn trùng thiên địch trên ngô lai trên thế giới Thành phần côn trùng thiên địch của sâu hại ngô rất phong phú bao gồm các loài côn trùng bắt mồi và các loài kí sinh. Việc xác định thành phần côn trùng thiên địch, biến động số lƣợng, đánh giá vai trò của chúng là cơ sở khoa học trong việc sử dụng chúng để phòng trừ dịch hại. Ở các vùng sinh thái khác nhau, số lƣợng các loài thiên địch đã phát hiện đƣợc cũng khác nhau. Trong số các loài thiên đich của sâu hại, cùng với các loài côn trùng ký sinh thì các loài côn trùng bắt mồi có vai trò quan trọng, trong đó phải kể đến các loài thuộc nhóm bọ rùa ăn rệp. Từ năm 1888 sự thành công của việc sử dụng bọ rùa R.cardinalis trừ rệp sáp I.purchasi đã đánh dấu mốc quan trọng trong phòng chống dịch hại nhờ sử dụng thiên dịch. Theo Lane (2000) [55] đã ghi nhận 7 loài bắt mồi quan trọng trên ngô gồm Chrysoperla carnea, C. rufilabris, Chrysopa spp., ruồi ăn rệp Aphidoletes aphidimyza và bọ rùa bắt mồi Hippodamia convergens, Harmonia axyridis. Các loài côn trùng bắt mồi này là những tác nhân quan trọng và hiệu quả trong phòng trừ rệp hại. Để phòng trừ rệp Aphis gossypii, rệp Macrosiphum euphorbiaend và rệp Aulacorthum solani thì biện pháp phòng trừ sinh học đƣợc ƣu tiên và sử dụng với việc thả một số loài côn trùng bắt mồi nhƣ ruồi ăn rệp Aphidoletes aphidimyza và bọ rùa Hippodamia convergens, Hamonia axyridis. Để phòng chống bọ trĩ hại ngô thì có thể sử dụng loài bọ xít nhỏ thuộc họ Anthocoridae (Jamie Intosh, 2008) [56]. Theo De Bach (1968) [42] ghi nhận trong 118 trƣờng hợp thành công trong việc sử dụng biện pháp đấu tranh sinh học đã có 4 tới 21 trƣờng hợp hoàn toàn chỉ sử dụng bọ rùa. Cho đến nay thì đã có 29 trƣờng hợp sử dụng bọ rùa thành công trong đấu tranh sinh học, các nhà sinh học Liên Xô đã sử dụng thành công loài bọ rùa Ấn Độ (Serangium parcesetosum) trong phòng trừ rệp cánh trắng hại cam (Dialeurodes citri) ở miền nam Liên Xô (dẫn theo Hoàng Đức Nhuận, 1982) [31]. Tại Trung Á đã sử dụng thành công bọ rùa 11 chấm (Semiadalia 11 – notata) và bọ rùa 8 chấm (Brumus octosignatus) trừ rệp hại bông ở Châu Âu; bọ rùa 7 chấm (Coccinella septempunctata), bọ rùa 2 chấm (Adalia bipunctata), bọ rùa 14 chấm (Harmonia 14- punctata) trong công tác phòng trừ rệp củ cải đƣờng (dẫn theo Hoàng Đức Nhuận, 1982) [32]. Tại Thổ Nhĩ Kỳ, nghiên cứu trong các năm 1987-1990 cho thấy ong mắt đỏ Trichogramma evanescens là một loài kí sinh trùng quan trọng trên trứng sâu đục thân ngô Châu Âu. Loài ký sinh này tiêu diệt với tỷ lệ 48,9 75,2 % trứng sâu đục thân ngô và gia tăng về số lƣợng theo sự tăng của mật độ ở trứng sâu đục thân ngô (Ozdemir and Uzunali, 1982) [62] Tại Đài Loan, sâu đục thân ngô Châu Âu bị một số loài ong cự ruồi họ Tachinidae tấn công sâu non, ong mắt đỏ ký sinh trứng. Tại Malaysia, sâu đục thân, sâu đục thân ngô châu Á bị ong vàng Xanthopimpla stemmator ký sinh sâu non, ong Brachymeria lasus ký sinh nhộng với tỷ lệ 15%. Tại Triều Tiên ghi nhận đƣợc 2 loài ký sinh sâu đục thân ngô. Trong đó, ong mắt đỏ Trichogramma evanescenscó thể tiêu diệt đƣợc 62,8% số trứng. Philippine đã phát hiện đƣợc 3 loài bắt mồi và 1 loài ký sinh trứng (Husein et al., 1983; Lee et al., 1980; Tseng, 1982) [52] [58] [64]. Để phòng trừ sâu hại trên cây ngô trong thời gian từ 7/1993 đến tháng 6/1995 tiến hành điều tra ở nhiều trang trại trồng ngô ở Đông Bắc Ấn Độ đã kết luận: Trong số các loài bắt mồi thì nhóm Phytoseiid đƣợc xem nhƣ một tác nhân sinh học điều hòa sâu hại ngô có hiệu quả nhất và ƣu thế nhất (Hill and Waller, 1988; Srivastava & Butani, 1987) [49], [63]. 5 Susan (1999) đã xác định loài ruồi bắt mồi trên sâu đục thân ngô Ostrinia nubilalis và Lydella thompsoni. Trong số đó có 6 loài đã tồn tại đƣợc ở Mỹ. Tuy nhiên chỉ có 3 loài Eriborus terebran, Macrocentrus gradii, Lydella thompsoni là có khả năng phân bố rộng và có hiệu quả trong phòng trừ sinh học. Loài Lydella thompsoni đã trở thành loài bắt mồi quan trọng nhất trừ sâu đục thân ngô ở nhiều vùng nƣớc Mỹ tỷ lệ sâu đục thân ngô bắt mồi lên đến 75%. De Bach (1964) [42] đã nhận xét thành phần thiên địch của sâu đục thân ngô bao gồm các loài ký sinh và các loài bắt mồi. Nhóm bắt mồi phổ biến là Orius insidious (Say) (Hemiptera: Anthocoridae), Chysoperl spp. (Neuroptera: Chrysopidae), các loài bọ rùa (Coleoptera: Coccinellidae). Các loài côn trùng bắt mồi trên cây ngô đã tiêu diệt đƣợc khoảng 1020% trứng và sâu non của sâu đục thân ngô. Đã tìm thấy 24 loài bắt mồi trên sâu đục thân ngô. Có 6 loài đã đƣợc nghiên cứu thành công. Trong 6 loài này có loài ruồi bắt mồi sâu đục thân ngô Lydella thompsoni Herting (Diptera: Tachinidae) là quan trọng hơn. Nó tiêu diệt trên 30% sâu đục thân ngô ở nhiều vùng. Nhƣng sự bắt mồi của loài này không ổn định chúng có thể biến mất ở nhiều vùng. Một số loài bắt mồi khác là Eriborus terebrans Gravenhorst, Simpiesis viridula và Macrocentris grandii Goidanich (Vidya et al., 1983) [65]. Thành phần loài côn trùng bắt mồi của các loài sâu hại trên ngô đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu, cụ thể là 41 loài côn trùng bắt mồi sâu hại ngô đã đƣợc ghi nhận, trong đó có nhiều loài có khả năng sử dụng cho hiệu quả phòng trừ cao nhƣ: Bọ xít bắt mồi Oriorus sp. và bọ mắt vàng Chysoperla sp. Lane Gree (2000) [53] đã ghi nhận 7 loài bắt mồi quan trọng trên ngô gồm Chrysoperla carnea, C. rufilabris, Chrysopa sp., ruồi ăn rệp Aphidoletes aphidimyza và bọ rùa bắt mồi Hippodamia convergens. Các loài thiên địch này là những tác nhân quan trọng và hiệu quả trong phòng trừ rệp hại. 6 Gillian Ferguson (2005) [48] đã mô tả và nghiên cứu một số loài nhƣ ruồi ăn rệp Aphidoletes aphidimyza, bọ rùa Hippodamia convergens, Harmonia axyridis để phòng trừ rệp ngô. Trong công trình phòng chống bọ trĩ hại cây ngô thì có thể sử dụng loài bọ xít nhỏ thuộc họ Anthocoridae (Jamie 2008) [56]. 1.1.2. Những nghiên cứu về bọ rùa bắt mồi trên thế giới 1.1.2.1. Các nghiên cứu về phân loại và khu hệ bọ rùa Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về phân loại bọ rùa Coccinellidae ở các vùng địa lý khác nhau. Nhiều loài mới, giống mới, và ngay cả tộc mới đã đƣợc phát hiện và mô tả bởi nhiều tác giả Bielawski (1956, 1957) [43];[44]; Fursh (1965) [47]; Chapin (1962,1973) [45];[46] và nhiều tác giả khác. Ở bắc Mỹ bọ rùa Coccinellidae đã đƣợc Latreille nghiên cứu vào năm 1807 chúng đƣợc gọi bằng tên tiếng anh nhƣ Ladybirdbeetles, Ladybeetles, Ladybugs… Họ bọ rùa thuộc tổng họ Cucujoidea của bộ cánh cứng Coleoptera. Tại bắc Mỹ, họ bọ rùa có 4 phân họ, 18 giống, ngƣời ta đã xác định đƣợc hơn 450 loài. Phần lớn các loài bọ rùa này đƣợc phát hiện trên các cây trồng ở ruộng và vƣờn. Thức ăn của chúng là rệp, bọ phấn và một số loài ăn ve bét. Năm 1758, Linnaeu đã mô tả 35 loài bọ rùa đƣợc phát hiện đầu tiên và xếp chúng vào giống Coccinella. Từ đó, số loài bọ rùa đƣợc phát hiện ngày càng nhiều, hiện nay có khoảng 4500-5000 loài đã đƣợc phát hiện. Tiếp theo là sự nghiên cứu về phân loại, sự phát triển, sức sinh sản, sự tử vong, nghiên cứu về sinh thái học, vận dụng bọ rùa vào đấu tranh sinh học bảo vệ cây… (Hodek, 1973, [53]). Ở Nam Phi xác định họ bọ rùa Coccinellidae có 8 phân họ. 7 Châu Âu nghiên cứu họ bọ rùa Coccinellidae (Coleoptera, Insecta) đã đƣợc tiến hành từ rất lâu. Bọ rùa lôi cuốn sự chú ý của các nhà sinh học trong việc nghiên cứu phân loại khu hệ (Korschefsky, 1933 [57]). Là một họ phổ biến khắp thế giới, số lƣợng loài càng nhiều. Năm 1949 Grasse đã xác định đƣợc 2500 loài bọ rùa. Năm 1955, Crowson xác định đƣợc 3500 loài và đến nay trên thế giới đã xác định đƣợc 4500-5000 loài bọ rùa (Hodek 1973 [53]; Kuznetsov 2000). Châu Á phần lớn các quốc gia có nên nông nghiệp phát triển mạnh vì vậy các nghiên cứu về côn trùng nông nghiệp đặc biệt côn trùng có ích đƣợc quan tâm nhiều. Bọ rùa là một trong số các nhóm côn trùng có ích đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm có nhiều ứng dụng trong sử dụng phòng trừ sâu hại. Các quốc gia có nhiều nghiên cứu và ứng dụng bọ rùa Châu Á gồm Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam, Philipin, Malaysia, Nhật Bản công trình nghiên cứu về bọ rùa Đông Dƣơng là Gorham (1891) (dẫn theo Hoàng Đức Nhuận, 1982 [32]). Khu hệ bọ rùa Trung Quốc tƣơng đối gần gũi với khu hệ bọ rùa Việt Nam. Về phân loại bọ rùa có nhiều nhà khoa học Trung Quốc đã nghiên cứu. Một trong số đó có thể kể đến đến Pang Xiong Fei (1975), (1982); Pang Hong (1993) [50] [51]. 1.1.2.2. Các nghiên cứu về đặc điểm sinh học của bọ rùa bắt mồi Tổng hợp các kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học của các loài bọ rùa bắt mồi cho thấy, bọ rùa trƣởng thành sau khi vũ hóa đƣợc một vài ngày sẽ tiến hành giao phối và thời gian này thƣờng kéo dài từ 1-8 giờ. Hầu hết các loài đều thực hiện việc giao phối nhiều lần và việc giao phối lặp đi lặp lại sẽ giúp tăng khả năng đẻ trứng của bọ rùa trƣởng thành cái. Một trƣởng thành cái sẽ giao phối trung bình hơn 20 lần trong giai đoạn sinh sản (Majerus, 1994). Thời gian đẻ trứng của trƣởng thành cái là 20-50 ngày, trứng sắp nở sẽ 8 chuyển sang màu xám. Tỷ lệ nở của trứng phụ thuộc vào điều kiện khí hậu nhƣng thƣờng 4-8 ngày sau khi trứng đƣợc đẻ ra. Thời gian phát triển của giai đoạn ấu trùng thay đổi theo điều kiện thời tiết và vật mồi nhƣng tổng thời gian của giai đoạn ấu trùng thƣờng 3-4 tuần. Ấu trùng tuổi cuối cùng sẽ ngừng ăn và chuẩn bị để chuyển sang giai đoạn nhộng. Khoảng 24-48 giờ trƣớc khi hóa nhộng, ấu trùng sẽ ngừng hoạt động và tự gắn phần đuôi vào giá thể. Thời gian của pha nhộng kéo dài một tuần hoặc lâu hơn tùy thuộc vào nhiệt độ, sau đó nhộng này sẽ vũ hóa trƣởng thành (Majerus, 1994; Blackman, 1974) (theo Hodek et al., 2012). Saharia (1980) cho biết loài bọ rùa sáu vằn M.Sexmaculatus có vòng đời ngắn nhất so với các loài bọ rùa C.repanda (Thunb), L.biplagiata (Swartz), Spilocaria bissellata (Muls.) và H.dimidiata (Fabr.) khi nuôi bằng rệp đậu màu đen A. craccivora (Koch) trên cây đậu đũa. Loài bọ rùa hai mảng đỏ L.biplagiata là loài bọ rùa bắt mồi có mặt phổ biến ở Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam, Hàn Quốc, Miến Điện và Ấn Độ. Nó là một loài đa thực, ăn rệp trên cây tre, lúa, ngô, rau các loại đậu khác nhau, và trong vƣờn cây ăn trái. Trung bình trƣởng thành cái đẻ 1064,0 ± 96,0 (69-1229) trứng với thức ăn là rệp đậu màu đen A. craccivora và 1651,0 ± 84,0 (1407-1852) trứng khi ăn rệp đào M.persicae. Ở nhiệt độ 20, 25 và 300C thời gian phát triển của trứng tƣơng ứng là 5,3 và 2 ngày, thời gian phát triển của ấu trùng là 16, 10, và 8 ngày, và thời gian phát triển của nhộng là 7,4, và 2,5 ngày. Trong quá trình phát triển, ở nhiệt độ 20, 25 và 300C ấu trùng bọ rùa cái tiêu thụ 258,2±11,3; 226,0±8.7 và 224,8 ± 6,6 thiếu trùng rệp đậu màu đen A. craccivora tuổi 3 và 4, tƣơng ứng; ấu trùng đực tiêu thụ 203,0±14,0; 188,3±6,7 và 187,3±12,5 rệp (Semyanov,1999). Tỷ lệ chết của bọ rùa trƣởng thành khi ăn dung dịch đƣờng 10% ở 120C là 50% (Ivo Hodek, 2012). 9 Jih Zu Yu và cs. (2005) đã nghiên cứu thiết lập bảng sống và sự bắt mồi của loài bọ rùa hai mảng đỏ L.biplagiata (Coleoptera: Coccinellidae) khi cho ăn rệp A.gossypii (Homoptera: Aphididae) trong phòng thí nghiệm ở 250C. Giai đoạn ấu trùng bọ rùa hai mảng đỏ tiêu thụ 1,548±118 rệp. Khả năng ăn mồi của trƣởng thành bọ rùa ở giai đoạn sau (Khoảng 60-119 ngày từ khi sinh ra) là 1,319±1,259 rệp. Trung bình trong cả cuộc sống của mình, mỗi cá thể trƣởng thành tiêu thụ hơn 3,022 rệp. Tỷ lệ chuyển đổi từ số lƣợng con mồi mà bọ rùa trƣởng thành tiêu thụ vơi số cá thể của thế hệ sau là 10,4. Những nghiên cứu về đặc điểm của bọ rùa sáu vằn đen .M.sexmaculatus (Fabr.) (Coleoptera: Coccinellidae) với vật mồi là rệp cỏ linh lăng Theriaphis trifolii (Monell) đã đƣợc thực hiện trong mùa đông ở Pakisttan. Thời gian giao phối của bọ rùa sáu vằn đen là 81,8±5,4 phút, giai đoạn đẻ trứng và sau đẻ trúng là 27,4±4,1 và 4,5±0,3 ngày. Kết quả nghiên cứu về khả năng sinh sản cho thấy, trƣởng thành cái bọ rùa sáu vằn trung bình đẻ đƣợc 602±75,3 trứng. Thời gian phát dục của trứng ở loài bọ rùa sáu vằn là 8,6 1,2 ngày. Thời gian đẻ phát triển của ấu trùng tuổi 1, tuổi 2, tuổi 3 và tuổi 4 của loài bọ rùa sáu vằn là 7,3±0,6; 4,3±0,2; 3,8±0,3 và 6,7±1,1 ngày. Giai đoạn nhộng của bọ rùa sáu vằn là 3,6±0,3 ngày. Giai đoạn trƣởng thành của M. sexmaculatus, (đực và cái) trong nghiên cứu này là 34,9±4,8 và 29,7±1,2 ngày (Mari, 2004). Kết quả nghiên cứu của San Rong Zhu và cs. (2006) cho thấy rằng tỷ lệ ấu trùng bọ rùa P.japonica phát triển hoàn toàn đến giai đoạn trƣởng thành khi cho ăn rệp bông A. gossypii là 79,4%. Tỷ lệ sống của ấu trùng tuổi 1, 2, 3, 4 và nhộng tƣơng ứng là 96,4; 95,8; 88,6; 95,0 và 95,8%. Thời gian vòng đời là 46,3 ngày; số trứng đẻ trung bình là 293,9 quả/TT cái, tỷ lệ nở của trứng là 51,9%. Các nghiên cứu về thời gian phát triển của trứng, ấu trùng tuổi 1, 2, 3, 4 và giai đoạn nhộng bọ rùa đỏ nhật bản P.japonica tƣơng ứng là 3,6; 2,1; 3,0; 10 3,2; 3,4; và 3,3 ngày đối với con cái và 3,4; 2,2; 2,9; 3,0; 3,4 và 3,1 ngày đối với đực. Tổng thời gian phát triển trung bình từ trứng đến trƣởng thành là 18,8 ngày đối với con cái và 18,0 ngày đối với con đực. Tỷ lệ trứng không nở, tỷ lệ chết của ấu trùng tuổi 1, 2, 3, 4 và nhộng tƣơng ứng là 4,0; 3,2; 3,2; 2,4; 3,2 và 5,6%. Thời gian sống của trƣởng thành cái là 58 ngày, lâu hơn so với trƣởng thành đực là 48,9 ngày. Khả năng sinh sản trung bình là 542,0 trứng/TT cái (475-630 trứng) (Khan and Wan, 2008). Semyanov (1999) cho biết, bọ rùa đỏ nhật bản P.japonica Thunberg là động vật ăn rệp bông quan trọng ở phía đông Hồ Bắc, Trung Quốc, đã đƣợc nghiên cứu vào năm 1980-1981. Chúng có 4-5 thế hệ/năm. Trƣởng thành qua mùa đông trong vết nứt trong đất và rễ cây trồng. Chúng tiếp tục hoạt động trong tháng 2, tháng 3 và đầu tháng 5 chúng di cƣ đến các cánh đồng bông, và phát triển mạnh vào đầu tháng 6, tháng 7. Từ tháng 10, chúng đã di cƣ đến ruộng lúa. Trứng nở trên bề mặt dƣới của lá bông thời gian phát dục là 2-6 ngày, ấu trùng vừa nở đã hoạt động trên phần trên của cây trồng. Giai đoạn ấu trùng kéo dài 6-9 ngày. Trong quá trình phát triển, mỗi ấu trùng tiêu thụ 128-184 (trung bình 169,9) rệp. Giai đoạn nhộng kéo dài 3-4 ngày. Trƣởng thành đực hoạt động ban ngày và nghép đôi thƣờng xuyên. Trƣởng thành cái đẻ 281 quả trứng mỗi ngày. Mật độ bọ rùa trên bông biến động cùng với mật độ rệp bông. Nghiên cứu về sức ăn của loài bọ rùa chữ nhân C.transversalis cho thấy, tổng số vật mồi mà ấu trùng trƣởng thành đực và cái tiêu thụ trong giai đoạn sống của chúng đạt cao nhất khi nuôi bằng rệp A.gossypii (tƣơng ứng là 665,30±5,75; 4831,10±123,54 và 5412,30±94,51), thấp nhất là (434,80±4,03; 802,80±34,37 và 905,20±52,48) khi nuôi bằng rệp A.nerii. Khả năng ăn mồi mỗi ngày của bọ rùa trƣởng thành đực và cái cao nhất khi ăn rệp A.gossypii, trung bình là 59,20±0,98; 62,98±1,01; sau đó đến rệp A.craccivora 48,20±0,89; 11 52,22±0,18; thấp nhất là rệp A.nerii 20,30±0,98; 21,20±1,11 (Omkar et al., 2005) [61]. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học của bọ rùa đỏ Micraspis discolor (Fabr.) từ tháng một đến tháng tƣ năm 2007 tại điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm 21,020C± 4,50C và ẩm độ 66,05±0,95%. Trung bình giai đoạn trƣớc đẻ trứng của bọ rùa M. discolor là 5,1±0,48 ngày và thời gian đẻ trứng là 40,10±0,46 ngày. Trung bình mỗi trƣởng thành cái đẻ 235,50±7,96 trứng và tỷ lệ nở (%) đạt 83,93±2,11. Thời gian phát triển trung bình của trứng là 3,1±0,22 ngày và tổng thời gian phát triển từ trứng đến trƣởng thành là 10,76±1,35 ngày. Giai đoạn tiền nhộng và nhộng tƣơng ứng là 1,50±0,20 và 2,60±0,21 ngày. Tuổi thọ trung bình của trƣởng thành đực và cái tƣơng ứng là 40,20±1,0 và 47,50±0,82 (Chowdhury et al., 2008) (theo Nguyễn Thị Thanh, 2012). Agarwala B.K., Bardhanroy P. Yasuda H., và Takizawa T. (2003) [41] đã tiến hành nghiên cứu về ảnh hƣởng của sự cạnh tranh cùng loài và cạnh tranh khác loài đến khả năng ăn mồi và khả năng đẻ trứng của một số loài bọ rùa bắt mồi Menochilus sexmaculatus (Fabricius), Coccinella transversalis (Fabricius) trong phòng thí nghiệm. 1.1.2.3. Những nghiên cứu về một số đặc điểm sinh thái học của bọ rùa bắt mồi * Những nghiên cứu về ảnh hưởng của vật mồi đến đặc điểm sinh học của bọ rùa bắt mồi Liangde Tang và cs. (2013) nghiên cứu ảnh hƣởng của ba loại rệp mồi: A. craccivora (Koch.), Megoura viciae (Buckton) và Rhopalosiphum maidis (Fitch) đến một số đặc điểm sinh học của bọ rùa đỏ nhật bản P.japonica (Thunberg) trong phòng thí nghiệm tới sự phát triển, khả năng sống sót của ấu trùng, tuổi thọ và khả năng sinh sản của trƣởng thành cho thấy, bảng sống của P.japonica có sự khác biệt đáng kể khi cho ăn bằng các vật mồi khác nhau. 12